6.2 实物粒子的波粒二象性基础巩固 2021—2022 学年高中物理鲁科版 （2019）选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理 学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（ ） A．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 B．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象 C．玻尔在 1900 年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性 2．下列说法错误的是（ ） A．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了微观粒子的能量是量子化的观点 B．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷 C．德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性 D．玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子光谱的实验规律 3．爱因斯坦提出光子说是为了解释（　　） A．光电效应 B．光的衍射 C．光的电磁说 D．光的干涉 4．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球 A、B，A 球的质量大于 B 球的质量．开始时 A 球以一 定的速度向右运动，B 球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前 A 球的德布罗意波的波长为 λ1，碰撞后 A、B 两球的德布罗意波的波长分别为 λ2 和 λ3，则下列关系正确的是(　　) A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3 C． 1  2 3 2  3 D． 1  2 3 2  3 5．下列说法正确的是（　　） A．电子显微镜的电子束速度越小，电子显微镜分辨本领越高 B．医学诊断时用“B 超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应 C．拍摄玻璃窗内物品时在镜头前加一偏振片，可减弱窗内透射光的强度使照片更清晰 D．5G 通信技术（采用 3300﹣5000MHz 频段）相比现有的 4G 通信技术（采用 1880-2635MHz 频段）相同 时间内能传递的信息量更大 6．下列说法符合事实的是（　　） A．库仑通过扭称实验测量出静电力常量 B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律 C．麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的电磁理论 D．戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验证实了实物粒子具有波动性 7．下列说法正确的是 A．在核反应中，由于存在质量亏损，所以质量数不守恒 B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性 C．卢瑟福的核式结构模型能够解释氢原子光谱的分立特征 D．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 8．下列说法正确的是 A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 C．玻尔的原子结构理论在卢瑟福的核式结构学说基础上引进了量子观点 D．α 射线，β 射线，γ 射线本质上都是电磁波，且 γ 射线的波长最短 9．下列关于理论与实验的说法中正确的是（　　） A．氢原子光谱的实验规律为光的粒子说提供了有力的依据 B．卢瑟福根据 α 粒子散射实验规律提出了原子的核式结构学说 C．康普顿效应为光的波动性理论提供了实验支撑 D．光的衍射现象说明了物质波的存在 10．下列说法正确的是（　　） A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C．卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 11．氚核的质量是 3.016050u，质子的质量为 1.007277u，中子的质量是 1.008665u。已知 1u 相当于 931MeV，h＝6.63×10－34J·s，一个质子和两个中子结合为氚核时，下列说法正确的是（　　） A．本次核反应释放能量 2.66MeV B．本次核反应吸收能量 7.97MeV C．氚核的结合能为 7.97MeV，比结合能为 2.66MeV D．如果这些能量对应一个光子能量，则该光子的频率是 1.92×1015Hz 12．关于物质波，以下说法正确的是（　　） A．任何一个运动着的物体都有一种波与之对应 B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波 C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长长 D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波 13．关于近代物理知识，下列说法正确的是( ) A．光电效应现象中，增大入射光的频率，金属的遏止电压不变 B．德布罗意用晶体做了电子束衍射的实验，证实了电子的波动性 C．比结合能小的原子核结合成或分裂成比结合能大的原子核时一定吸收能量 D．根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大 14．质量为 m 的粒子原来的速度为 v，现将粒子的速度增大为 2v，则该粒子的物质波的波长将__________ _ (粒子的质量保持不变) A．保持不变 B．变为原来波长的 4 倍 C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的 2 倍 15．有关光的波粒二象性、物质波，下列说法正确的是（　　） A．个别光子只有粒子性，多数光子的作用效果才表现为波动性 B．光电效应揭示了光具有粒子性，光的波长越短，其粒子性越显著 C．速度相等的电子和质子，电子的动量小，电子的物质波波长小 D．康普顿效应揭示了光具有波动性 二、填空题（共 4 题） 16．实验探究思路：_______、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应 该发生_______或衍射现象。 17．在 β 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探 1 H 测.1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 1 的核反应， 间接地证实了中微子的存在。 1 1 0 1 1 0 H n e H n e （1）中微子与水中的1 发生核反应，产生中子（ 0 ）和正电子（ 1 ），即中微子+ 1 → 0 + 1 可以 判定，中微子的质量数和电荷数分别是_______。（填写选项前的字母） A．0 和 0 B．0 和 1 C．1 和 0 D．1 和 1 （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子 0 0 e e （γ），即 1 + 1 →2γ 正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________。 （3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。λn_____λe（填“＞”“＜”或“＝”） 18．下列说法中正确的是_____ ． A．图甲中正确反映了黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度的关系 B．图乙的放射性同位素应选择衰变时放出 α 粒子的同位素 C．图丙中 A、B 两球质量相等，当 A 以速度 v 与静止的 B 发生正碰后，B 的速度未必是 v D．图丁中电子束通过铝箔产生的衍射图样，证实了物质波的存在 19．如图所示，一验电器与锌板相连，在 A 处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角． (1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)． (2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强 度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转． (3)光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有________(填“粒子性”或“波动性”)．甲图中金属片张开是因为 验电器带________(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板________(填“能”或“不能”)使金属片 张开；乙图中 ν1________ν(填“>”、“<”或“＝”)． 三、综合题（共 4 题） 20．如果一个中子和一个质量为 10 g 的子弹都以 103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是 多长？（中子的质量为 1.67×10-27 kg） 21．质量为10g 、速度为 300m/s 在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察出其波 动性？ 22．有人设想在太空中利用太阳帆船进行星际旅行。利用太空中阻力很小的特点，制作一个面积足够大的 帆接收太阳光，利用光压（光对被照射物体单位面积上所施加的压力）推动太阳帆船前进。假设在太空中 某位置，太阳光在单位时间内垂直通过单位面积的能量为 E0  ，太阳光波长的数值为 ，光速为 c，太阳帆 板的面积为 A，太阳帆船的总质量为 M，太阳光照射到太阳帆板上的反射率为百会之百，求太阳光的光压 作用在太阳帆船上产生的最大加速度。根据上述对太阳帆船的了解及所学过的知识。请简单说明太阳帆船 设想的可能性及困难（至少两条）。 23．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长  h p ，式中 p 是运动物体的动 量，h 是普朗克常量，且 h  6.6 �1034 J � s ．已知某种紫光的波长是 440nm，若将电子加速，使它的德布罗 意波长是这种紫光波长的万分之一． （1）求电子的动量的大小． （2）试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．（电子质量 子电荷量 e  1.6 �1019 C ） m  9.1�1031 kg ，电 参考答案 1．B 2．D 3．A 4．D 5．D 6．D 7．B 8．C 9．B 10．C 11．C 12．A 13．D 14．C 15．B 16．干涉 波动性 17．A 要遵循动量守恒 ＜ 18．CD 19．减小 无 粒子性 正 能 > 20．4.0×10-10 m，6.63×10-35 m 21． 2.21�1034 m 22． a＝ 由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其波动性 2AE0 Mc 23．（1） 1.5 �1023 kg � m/s （2）773V